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カオス理論
カオス理論とは、初期条件への極端な敏感性——バタフライ効果——を示す決定論的力学系を数学的に研究する分野であり、正確かつ非ランダムな規則によって支配されているにもかかわらず、長期的挙動の予測を事実上不可能にする。
概要
19世紀末のアンリ・ポアンカレの業績を先駆けとして、1960年代から1970年代にかけてEdward Lorenz・Benoit Mandelbrotらによって本格的に発展したカオス理論は、カオス系がストレンジアトラクター——見かけ上のランダム性の中に隠れた秩序を示す位相空間の幾何学的構造——と、スケールをまたぐフラクタル自己相似性を特徴とすることを明らかにした。この発見は、予測不可能性が多くの自然系に本質的に内在するものであり、単なる実践的限界ではないと示すことによって、古典的決定論を根本的に修正した。
なぜ重要か
カオス理論は天気予報精度の理論的上限を定義し、複雑性・安定性・予測の限界に関する科学者の概念化を一変させた。その影響は生物学全般——個体群動態・心拍リズム・神経活動はいずれもカオス的シグネチャを示す——にまで及び、電気回路や流体流れにおけるカオス的挙動を制御あるいは利用しなければならない工学にも達する。単純な規則から既約的複雑性が生まれるという発見は、科学哲学と数学の双方を再編した。